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UNIVERSIDAD ESTATAL PENÍNSULA DE SANTA ELENA FACULTAD DE SISTEMAS Y TELECOMUNICACIONES CARRERA DE ELECTRÓNICA Y TELECOMUNICACIONES TRABAJO DE TITULACIÓN Propuesta Tecnológica, previo a la obtención del Título de: INGENIERA EN ELECTRÓNICA Y TELECOMUNICACIONES TEMA “Diseño e Implementación para un laboratorio de comunicaciones inalámbricas mediante el estándar IEEE 802.16 ac” AUTOR: VILLAO RODRÍGUEZ JULIANA LISSETTE PROFESOR TUTOR: ING. LUIS MIGUEL AMAYA FARIÑO LA LIBERTAD – ECUADOR 2019 I AGRADECIMIENTO A Dios, por darme la fortaleza, constancia y sabiduría cuando lo he necesitado, pero sobre todo por su amor sobrenatural e infinito, el cual me ha ayudado a superar y vencer cada obstáculo a lo largo de mi vida. A mis padres, por ser el pilar fundamental en cada etapa de mi formación y los promotores de mis sueños, más aún por enseñarme que los sueños se hacen realidad con esfuerzo y dedicación. A mis hermanos, porque sin duda alguna forman parte de mi crecimiento como persona, brindándome su ayuda en momentos necesarios. A los docentes de la Facultad de Sistemas y Telecomunicaciones, en especial a mi tutor de proyecto de titulación, por sus palabras, orientación y ayuda que me brindó para la ejecución de este trabajo de titulación, por su apoyo y amistad brindada durante este proceso de aprendizaje. No puedo culminar este agradecimiento sin antes mencionar a la persona que me ha brindado su ayuda incondicionalmente, a mi enamorado, por brindarme su afecto, su motivación y entendimiento en momentos no tan buenos, y de la misma forma a mis amigas, por su gran amistad y las anécdotas vividas Sin ustedes nada de esto hubiera sido posible. Encomienda al Señor tu camino; confía en él, y él actuará. Salmos 37:5 Juliana Lissette Villao Rodríguez. II DEDICATORIA Me enseñaron a nunca darme por vencida aún cuando todo se complicaba, a entregar hasta el último esfuerzo para poder llegar a ver el triunfo de mis sueños, a que después del sacrificio por más duro que este sea llega la victoria, a ustedes mis padres, Rubén Villao y Sara Rodríguez, les dedico este fruto de su paciencia, por confiar en mí y en mis expectativas, por el amor y fortaleza que tuvieron conmigo. Dios los bendiga eternamente. Los amo. Juliana Lissette Villao Rodríguez. III APROBACIÓN DEL TUTOR En mi calidad de tutor del trabajo de titulación denominado: “Diseño e Implementación para un laboratorio de comunicaciones inalámbricas mediante el estándar IEEE 802.16 ac”, elaborado por la estudiante Villao Rodríguez Juliana Lissette, de la carrera de Electrónica y Telecomunicaciones de la Universidad Estatal Península de Santa Elena, me permito declarar que luego de haber orientado, estudiado y revisado, la apruebo en todas sus partes y autorizo al estudiante para que inicia los trámites legales correspondientes. La Libertad, 6 de Febrero del 2019 IV TRIBUNAL DE GRADO V RESUMEN La presente propuesta tecnológica tiene como objetivo diseñar e implementar un laboratorio de comunicaciones inalámbricas mediante el estándar IEEE 802.16 ac en la carrera de Electrónica y Telecomunicaciones de la facultad de Sistemas y Telecomunicaciones, ubicado en la Universidad Estatal Península de Santa Elena, la cual se ha justificado mediante la falta de equipos tecnológicos relacionados a esta rama mediante el entorno laboral. En el CAPÍTULO I se detalla la estructura general de la propuesta, observando el desarrollo de las telecomunicaciones en el país, y en este caso enfocándose en las comunicaciones inalámbricas dentro de campo estudiantil, para su debida justificación. En el CAPÍTULO II se puntualizan dos bloques: material teórico y proceso de la propuesta, el primer bloque especifica el contenido del proyecto, los conceptos básicos, características de los equipos a usar y la información relacionada al tema planteado. Se detalla el estudio sobre avances tecnológicos como telecomunicaciones, protocolos de comunicación, tipos de redes, normas de cable estructurado, temas relacionado a la propuesta. En el segundo bloque se especifica con detalles los componentes que genera la propuesta, tanto físicos como lógicos, que se usan en el desarrollo del proyecto tecnológico. Para realizar el diseño de la propuesta se utiliza programas como: Sketchup para el diseño de la infraestructura donde será montado el proyecto, UNMS (Sistema de Gestión de red para equipos Ubiquiti) para verificar las opciones avanzadas de configuración del radio enlace y AirOS (Sistema operativo basado en tecnología airMAX para equipos Ubiquiti) para la configuración de antenas. VI ABSTRACT The purpose of this technological proposal is to design and implement a wireless communications laboratory using the IEEE 802.16 ac standard in the Electronics and Telecommunications department of the Systems and Telecommunications faculty, located at the Peninsula de Santa Elena State University, which has been justified by the lack of technological equipment related to this branch through the work environment. In CHAPTER I the general structure of the proposal is detailed, observing the development of telecommunications in the country, and in this case focusing on wireless communications within the student field, for due justification. In CHAPTER II two blocks are specified: theoretical material and process of the proposal, the first block specifies the content of the project, the basic concepts, characteristics of the equipment to be used and the information related to the proposed topic. The study on technological advances such as telecommunications, communication protocols, types of networks, structured cable standards, topics related to the proposal is detailed. The second block specifies in detail the components that the proposal generates, both physical and logical, that are used in the development of the technological project. To design the proposal, we use programs such as: Sketchup for the design of the infrastructure where the project will be mounted, UNMS (Network Management System for Ubiquiti equipment) to verify the advanced configuration options of the radio link and AirOS (System operative based on airMAX technology for Ubiquiti equipment) for the configuration of antennas. VII DECLARACIÓN El contenido del presente trabajo de titulación es de mi responsabilidad; el patrimonio intelectual del mismo pertenece a la Universidad Estatal Península de Santa Elena. VIII ÍNDICE DE CONTENIDO AGRADECIMIENTO I DEDICATORIA II APROBACIÓN DEL TUTOR III TRIBUNAL DE GRADO IV RESUMEN V ABSTRACT VI DECLARACIÓN VII ÍNDICE DE CONTENIDO VIII ÍNDICE DE FIGURAS X ÍNDICE DE TABLAS XII ÍNDICE DE ANEXOS XIII INTRODUCCIÓN 1 GENERALIDADES DE LA PROPUESTA 2 1.1 ANTECEDENTES 2 1.2 DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO 3 1.2 OBJETIVOS DEL PROYECTO 4 1.2.1 OBJETIVO GENERAL 4 1.2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 5 1.3 RESULTADOS ESPERADOS 5 1.4 JUSTIFICACIÓN 5 1.5 METODOLOGÍA 6 2.1 MARCO CONTEXTUAL 9 2.2 MARCO CONCEPTUAL 10 2.2.1 SISTEMA INALÁMBRICO 10 2.2.2 COMUNICACIONES INALÁMBRICAS 11 2.2.3 PROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN 13 2.2.3.1 PROTOCOLO ETHERNET 13 2.2.3.2 PROTOCOLOS DE RED 13 2.2.3.3 PROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN INALÁMBRICA 14 2.2.4 ESTÁNDAR IEEE 802.16 17 2.2.4.1 PRINCIPALES ENMIENDAS 17 2.2.4.2 USO DEL ESTÁNDAR IEEE 802.16 19 2.2.4.3 EVOLUCIÓN DEL ESTÁNDARIEEE 802.16 20 2.2.4.4 CARACTERÍSTICAS DEL ESTÁNDAR IEEE 802.16 21 IX 2.2.4.5 ESPECIFICACIONES DEL ESTÁNDAR IEEE 802.16 22 2.2.4.6 CLASIFICACIÓN DEL ESTÁNDAR IEEE 802.16 23 2.2.4.7 COMPARATIVO DEL ESTÁNDAR IEEE 802.16 25 2.2.4.8 VENTAJAS Y LIMITACIONES DEL ESTÁNDAR IEEE 802.16 27 2.2.4.9 ARQUITECTURA DEL ESTÁNDAR IEEE 802.16 29 2.2.4.10 ENTIDADES DEL ESTÁNDAR IEEE 802.16 29 2.2.4.11 MODOS DE OPERACIÓN / TOPOLOGÍAS 31 2.2.5 NORMA ANSI/TIA/EIA 568 (A-B) 34 2.3 MARCO TEORICO 45 2.4 DESARROLLO 47 2.4.1 COMPONENTES DE LA PROPUESTA 47 2.4.1.1 COMPONENTES FÍSICOS 47 2.4.1.1 COMPONENTES LÓGICOS 59 2.5 DISEÑO DE LA PROPUESTA 65 2.5.1 COMPONENTES DE EJECUCIÓN DE LOS ENLACES 65 2.5.2 DISEÑO DE LA IMPLEMENTACIÓN 68 2.6 ESTUDIO DE FACTIBILIDAD 72 2.6.1 FACTIBILIDAD TÉCNICA 72 2.6.2 FACTIBILIDAD ECONÓMICA 73 2.7 PRUEBAS 75 2.7.1 ENLACE INALÁMBRICO PUNTO A PUNTO 75 2.7.2 ENLACE INALÁMBRICO PUNTO A MULTIPUNTO 80 2.8 RESULTADOS 82 CONCLUSIONES 83 RECOMENDACIONES 84 BIBLIOGRAFÍA 85 ANEXOS X ÍNDICE DE FIGURAS Nª DESCRIPCIÓN PÁGINA FIGURA 1: ARQUITECTURA DEL ESTÁNDAR IEEE 802.16. 10 FIGURA 2: HISTORIA DE LAS COMUNICACIONES INALÁMBRICAS. 11 FIGURA 3: EVOLUCIÓN DE LAS COMUNICACIONES INALÁMBRICAS. 12 FIGURA 4: PROTOCOLOS DE RED. 14 FIGURA 5: CLASIFICACIÓN DE LAS COMUNICACIONES INALÁMBRICAS. 14 FIGURA 6: EVOLUCIÓN DE LAS TECNOLOGÍAS INALÁMBRICAS. 17 FIGURA 7: EVOLUCIÓN DEL ESTÁNDAR IEEE 802.16 20 FIGURA 8: ESPECTRO UTILIZADO EN LA TECNOLOGÍA WIMAX. 21 FIGURA 9: CARACTERÍSTICAS Y ESPECIFICACIONES DE WIMAX. 22 FIGURA 10: ESQUEMA DE UNA RED WIMAX. 23 FIGURA 11: RANGO DE TECNOLOGÍA. 27 FIGURA 12: RANGO DE TECNOLOGÍA. 28 FIGURA 13: ARQUITECTURA DE UNA RED CON LA NORMA IEEE 802.16. 31 FIGURA 14: TOPOLOGÍAS QUE MANEJA LA NORMA IEEE 802.16. 31 FIGURA 15: TOPOLOGÍAS EN MODO DE OPERACIÓN PTP. 32 FIGURA 16: TOPOLOGÍAS EN MODO DE OPERACIÓN PTMP. 33 FIGURA 17: COLORES – NORMA DE CABLEADO ESTRUCTURADO. 35 FIGURA 18: CABLEADO ETHERNET - CAT 6. 37 FIGURA 19: PINES EN LA NORMA DE CABLE ESTRUCTURADO. 38 FIGURA 20: ANTENA LITEBEAM M5. 48 FIGURA 21: APLICATIONS OF THE LITEBEAM. 49 FIGURA 22: LITEBEAM MONTADA EN EL EXTERIOR CON REFLECTOR. 50 FIGURA 23: LITEBEAM MONTADA EN EL EXTERIOR SIN REFLECTOR. 50 FIGURA 24: CONFIGURATION OF THE LITEBEAM M5. 51 FIGURA 25: PARTS OF THE LITEBEAM M5. 52 FIGURA 26: ANTENA NANOSTATION M2. 53 FIGURA 27: FUNCIONAMIENTO DE ANTENA NANOSTATION M2. 53 FIGURA 28: EXAMPLES OF CLIENT LINKS-NANOSTATION M2. 54 FIGURA 29: AIRMAX - TDMA TECHNOLOGY OF NANOSTATION M2. 55 FIGURA 30: CONNECTION OF NANOSTATION M2. 56 FIGURA 31: ANTENA NANOSTATION LOCO M2. 56 FIGURA 32: FUNCIONAMIENTO DE ANTENA NANOSTATION LOCO M2. 57 file:///D:/TESIS-2019/UPSE-TET-VILLAO-JULIANA-imprimir.docx%23_Toc2954870 file:///D:/TESIS-2019/UPSE-TET-VILLAO-JULIANA-imprimir.docx%23_Toc2954877 file:///D:/TESIS-2019/UPSE-TET-VILLAO-JULIANA-imprimir.docx%23_Toc2954878 file:///D:/TESIS-2019/UPSE-TET-VILLAO-JULIANA-imprimir.docx%23_Toc2954883 file:///D:/TESIS-2019/UPSE-TET-VILLAO-JULIANA-imprimir.docx%23_Toc2954884 file:///D:/TESIS-2019/UPSE-TET-VILLAO-JULIANA-imprimir.docx%23_Toc2954887 XI FIGURA 33: AIRMAX-TDMA TECHNOLOGY OF NANOSTATION LOCO M2. 57 FIGURA 34: CONNECTION OF NANOSTATION LOCO M2. 58 FIGURA 35: POE (POWER OVER ETHERNET). 59 FIGURA 36: PLATAFORMA OF SKETCHUP. 60 FIGURA 37: PLATAFORMA DEL SOFTWARE DE AIROS. 61 FIGURA 38: PLATAFORMA DEL SISTEMA UNMS. 62 FIGURA 39: MONITOREO DE LA RED EN EL SISTEMA UNMS. 63 FIGURA 40: GESTIÓN DE DISPOSITIVOS EN EL SISTEMA UNMS. 63 FIGURA 41: CONFIGURACIÓN DEL DISPOSITIVO EN EL SISTEMA UNMS. 64 FIGURA 43: TOPOLOGÍA DE LA RED TIPO BUS PARA LA ANTENA UBIQUITI LITEBEAM M5 (ENLACE PUNTO A PUNTO). 69 FIGURA 44: TOPOLOGÍA DE LA RED TIPO BUS PARA LA ANTENA UBIQUITI NANOSTATION M2 (ENLACE PUNTO A MULTIPUNTO). 69 FIGURA 45: LIMITACIÓN DEL CABLE DE LOS DISPOSITIVOS UBIQUITI. 70 FIGURA 46: UBICACIÓN DE LAS ESTACIONES PARA LA PROPUESTA. 70 FIGURA 47: UBICACIÓN DE EQUIPOS (ENLACE PTP) 71 FIGURA 48: UBICACIÓN DEEQUIPOS (ENLACE PTMP) 71 FIGURA 49: PRUEBA DE ALINEACIÓN DE LA ANTENA. 75 FIGURA 50: PRUEBA DE ENCUESTA DEL SITIO. 76 FIGURA 51: PRUEBA DE DETECCIÓN. 76 FIGURA 52: PRUEBA DE PING. 77 FIGURA 53: PRUEBA DE TRACEROUTE DE LA RED. 77 FIGURA 54: PRUEBA DE VELOCIDAD DE LA RED. 78 FIGURA 55: PRUEBA DE AIRVIEW. 78 FIGURA 56: ANÁLISIS DE LA SEÑAL DE LA ANTENA UBIQUITI. 79 FIGURA 57: PRUEBA DE DETECCIÓN. 80 FIGURA 58: PRUEBA DE PING. 80 FIGURA 59: PRUEBA DE AIRVIEW. 81 FIGURA 60: FIGURA 57: ANÁLISIS DE LA SEÑAL DE ANTENA UBIQUITI. 81 file:///D:/TESIS-2019/UPSE-TET-VILLAO-JULIANA-imprimir.docx%23_Toc2954908 file:///D:/TESIS-2019/UPSE-TET-VILLAO-JULIANA-imprimir.docx%23_Toc2954913 file:///D:/TESIS-2019/UPSE-TET-VILLAO-JULIANA-imprimir.docx%23_Toc2954916 file:///D:/TESIS-2019/UPSE-TET-VILLAO-JULIANA-imprimir.docx%23_Toc2954917 file:///D:/TESIS-2019/UPSE-TET-VILLAO-JULIANA-imprimir.docx%23_Toc2954918 file:///D:/TESIS-2019/UPSE-TET-VILLAO-JULIANA-imprimir.docx%23_Toc2954919 file:///D:/TESIS-2019/UPSE-TET-VILLAO-JULIANA-imprimir.docx%23_Toc2954920 file:///D:/TESIS-2019/UPSE-TET-VILLAO-JULIANA-imprimir.docx%23_Toc2954921 file:///D:/TESIS-2019/UPSE-TET-VILLAO-JULIANA-imprimir.docx%23_Toc2954923 file:///D:/TESIS-2019/UPSE-TET-VILLAO-JULIANA-imprimir.docx%23_Toc2954925 file:///D:/TESIS-2019/UPSE-TET-VILLAO-JULIANA-imprimir.docx%23_Toc2954927 XII ÍNDICE DE TABLAS Nª DESCRIPCIÓN PÁGINA TABLA 1: HISTORIA DEL ESTÁNDAR IEEE 802.16. 19 TABLA 2: BANDAS Y FRECUENCIAS DISPONIBLES EN WIMAX. 22 TABLA 3: BANDAS Y FRECUENCIAS DISPONIBLES EN WIMAX. 25 TABLA 4: CABLE ESTRUCTURADO. 37 TABLA 5: RADIOS DE CURVA MÍNIMO. 39 TABLA 6: COMPARATIONS OF MODELS THE UBIQUITI. 52 TABLA 7: CARACTERÍSTICAS DE LA ANTENA LITEBEAM M5. 65 TABLA 8: CARACTERÍSTICAS DE LA ANTENA NANOSTATION M2. 66 TABLA 9: CARACTERÍSTICAS DE LA ANTENA NANOSTATION LOCO M2. 67 TABLA 10: GASTOS EN EQUIPOS. 73 TABLA 11: GASTOS DE MATERIALES PARA LA IMPLEMENTACIÓN DEL LABORATORIO DE COMUNICACIONES INALÁMBRICAS. 74 TABLA 12: GASTOS DE MATERIALES PARA LA IMPLEMENTACIÓN DEL LABORATORIO DE COMUNICACIONES INALÁMBRICAS. 74 TABLA 13: GASTOS DE MATERIALES PARA LA IMPLEMENTACIÓN DEL LABORATORIO DE COMUNICACIONES INALÁMBRICAS. 74 TABLA 14: GASTOS FINAL PARA LA IMPLEMENTACIÓN DEL LABORATORIO DE COMUNICACIONES INALÁMBRICAS. 75 XIII ÍNDICE DE ANEXOS ÍNDICE DESCRIPCIÓN ANEXO 1: INSTALACIÓN DEL SOFTWARE UNMS ANEXO 2: RADIO ENLACE PUNTO A PUNTO ANEXO 3: CONFIGURACIÓN DE ENLACES EN UNMS ANEXO 4: RADIO ENLACE PUNTO A MULTIPUNTO 1 INTRODUCCIÓN En la actualidad, las comunicaciones inalámbricas abarcan un amplio y extenso crecimiento que se aplica en todo ámbito de la vida cotidiana, siendo hoy el segmento más usado, y eficaz debido a su capacidad. Uno de los estándares principales que se encuentra dentro de esta rama es el IEEE 802.16 (estándar encargado de receptar y trasmitir datos por ondas de radio que se encuentra en un rango de frecuencias de 2.5 - 5.8 GHz, el cual consta de facilidades para el ser humano por ser factible al aplicarlo. Partiendo de esto, dentro de la Universidad Estatal Península de Santa Elena, en la facultad de electrónica y telecomunicaciones, se cuenta con un espacio físico parala implementación de este proyecto, sin embargo, se presentan ciertos tipos de inconvenientes como la falta de equipos para efectuar prácticas reales dentro de la carrera en la rama de las telecomunicaciones, lo cual trae consigo incomodidad de los estudiantes al no evidenciar lo aprendido con equipos relacionados a los ambientes laborales actuales. Es por esto que, se tiene como finalidad dar solución a una serie de aspectos relevantes al área mediante equipos capaces de realizar este tipo de comunicaciones, de esta manera poder cubrir la falta de sitios adecuados para efectuar prácticas estudiantiles, debido a que genera debilidades en la formación integral de los profesionales de la carrera; por lo tanto, se propone el diseño e implementación de un laboratorio que cumpla las condiciones para la formación de recursos en la temática de comunicaciones inalámbricas con aplicaciones en las Telecomunicaciones. 2 CAPÍTULO I GENERALIDADES DE LA PROPUESTA 1.1 ANTECEDENTES La temática de esta propuesta está centrada en las comunicaciones inalámbricas cuyo término apareció en el año 1980, cuando se optó por realizar la primera transmisión con ondas electromagnéticas, mediante un oscilador (emisor) y un resonador (receptor). En el año 1990 se consiguió establecer conexión y con aquello se produjeron grandes avances en este campo; hoy en día, tienen una gran importancia a nivel internacional, puesto que han facilitado la manera de comunicarse y de ofrecer información, la misma que conforme a la evolución de sus beneficios descubre nuevas aplicaciones en el medio [1]. Actualmente, en Ecuador, el acceso o uso de las comunicaciones inalámbricas abarca una tecnología que es predominante entre los jóvenes del país. Según el Ministerio de Telecomunicaciones, la instrucción tecnológica es fundamental para el avance de nuestro país. Sin duda, un país educado es un país que lidera en formación especializada en tecnología de calidad. Por lo tanto, al tener equipamiento y conectividad en un ambiente de aprendizaje estudiantil; fomentamos el acceso a la información y el progreso de los métodos de instrucción educativa del Ecuador [2]. Dentro de este uso se engloban escuelas, universidades, instituciones educativas, empresas, etc. Partiendo de esta información, dentro la Universidad Estatal Península de Santa Elena, existe un laboratorio especializado en el área de las telecomunicaciones, el cual cuenta con una infraestructura para la ejecución de este proyecto, sin embargo se presentan ciertos tipos de inconvenientes, como la falta de equipos para efectuar prácticas reales en la carrera de electrónica y telecomunicaciones, lo cual trae consigo incomodidad de los estudiantes al no justificar lo estudiado con mecanismos coherentes a los ambientes profesionales. Otro problema, es que no hay una planificación vigente de la ubicación en cuanto a la distribución de los equipos, por ende, no hay práctica diseñada dentro de las materias relacionadas para 3 los laboratorios como tal. Dentro del proceso de ejecución del proyecto tecnológico existen 4 etapas: ubicación de equipos, alineación, configuración y establecer comunicación inalámbrica. Nuestra propuesta está centrada en la etapa de comunicación inalámbrica, etapa de suma importancia considerando que la carrera no posee instalaciones especializadas en esta rama y por consecuencia no se evidencia con practicas la teoría emprendida por los docentes de catedra, lo cual realza la importancia de la tecnología adaptable en el campo estudiantil, donde no solo percibirán el beneficio de mejorar la calidad en el entorno de trabajo para los estudiantes dentro de las horas de aprendizaje, sino también mejorar la infraestructura dentro de la facultad de sistemas y telecomunicaciones, de esta manera podrán innovar la propuesta con un mejor estándar de calidad creando nuevos temas de investigación en base a los recursos aplicados en dicho proyecto. 1.2 DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO: La idea principal de este proyecto tecnológico es poder diseñar e implementar un laboratorio con estaciones de trabajo, permitiendo que se optimice el uso de las comunicaciones inalámbricas mediante el estándar IEEE 802.16 ac. Para conocer y recaudar información sobre la falta de equipos, se realizó una investigación sobre los laboratorios que existen en la Universidad Estatal Península de Santa Elena, puesto que mediante encuestas realizadas hacia los estudiantes que cursan los últimos semestres (6to, 7mo, 8vo, 9no, 10mo y egresados) se constató que un 80% de los estudiantes manifiestan malestar al no evidenciar lo aprendido con equipos reales, relacionados en el campo técnico y lo más importante; las debilidades en la formación sistemática de los profesionales que genera la carrera de Electrónica y Telecomunicaciones. La presente propuesta consiste en dar soluciones a una serie de aspectos relevantes a la temática, que servirán para facilitar el uso y el aprendizaje a estudiantes de la carrera en el área de las comunicaciones inalámbricas mediante equipos capaces de realizar talleres como radio enlaces y redes inalámbricas, y así contribuir con la solución de la carencia de prácticas en el ámbito de las telecomunicaciones. 4 Como primer punto en este proyecto, se realizará un radio enlace inalámbrico punto a punto, mediante la aplicación de un tipo de red determinada, la cual implica que cada canal de datos será trasmitido únicamente de emisor a receptor. Dentro de la implementación de esta red se plantean dispositivos con la configuración modo Punto de acceso (Access Point) y modo Estación (Station) de acuerdo con el diseño de red. Posterior a esto, como segundo punto se realizará un radio enlace inalámbrico punto a multipunto que garantiza alta disponibilidad, estas pueden trabajar bajo estándares que proporcionan un rendimiento confiable, la cual implica que cada canal de datos será transmitido a diversos nodos. Los dispositivos seleccionados para realizar este enlace inalámbrico deben tener las características necesarias para aumentar la seguridad en el proceso de transmisión de información. Nuestro propósito es implementar coberturas de redes Punto a Punto (Point to Point) en un ancho de banda de frecuencia de 5,8 GHz y Punto a Multipunto (Point to Multipoint) en un ancho de banda de frecuencia de 2.4 GHz, con un alcance necesario para el proceso de enseñanza en los estudiantes de la Universidad Estatal Península de Santa Elena. Por lo tanto, se propone el diseño e implementación de un laboratorio que cumpla las condiciones necesarias para el aprendizaje en el ámbito de las telecomunicaciones, el cual servirá para mejorar, tanto el análisis de estudio sobre las comunicaciones inalámbricas como la infraestructura del laboratorio. 1.2 OBJETIVOS DEL PROYECTO: 1.2.1 OBJETIVO GENERAL: Diseñar e implementar el laboratorio de comunicaciones inalámbricas, mediante el estándar 802.16 AC, con la finalidad de contribuir en el proceso de enseñanza- aprendizaje en el área de las telecomunicaciones. 5 1.2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS: o Diseñar el modelo de la infraestructura en Sketchup para conocimiento del lugar donde será montado el proyecto. o Seleccionar los equipos e investigar el modo de operación en el que trabajan. o Diseñar la red utilizando la norma ANSI/EIA/TIA-568 b (Norma de cableado estructurado) o Implementar la red con enlaces punto a punto y punto a multipunto necesarios para su correcto funcionamiento. 1.3 RESULTADOS ESPERADOS Una vez concluido el desarrollo de la propuesta con la implementación del laboratorio de comunicaciones inalámbricas empleando adecuadamente las tecnologías, se espera lograr los siguientes resultados: Instalación de elementos electrónicos adecuados para la implementación de la propuestatecnológica en la facultad de Electrónica y Telecomunicaciones. Implementación de la propuesta a través de comandos que faciliten el control configurable para el estudiante. Implementación y correcto funcionamiento del radio enlace, logrando al menos un 95% de eficiencia en la transmisión de datos. Crear nuevos temas de investigación dentro de la Facultad, que generen mayor aprendizaje en la rama de las telecomunicaciones. 1.4 JUSTIFICACIÓN Sabemos que el uso de comunicaciones inalámbricas es sinónimo de avance tecnológico que se mide en la credibilidad de la población al tener mayor confianza en poder aprender de mejor manera la teoría estudiada. Se lo pretende realizar dentro de un área determinada, la cual no perjudica al medio ambiente, por lo tanto, no se necesita un estudio de impacto ambiental. Es beneficioso crear un lugar de trabajo cómodo para los estudiantes de la facultad proporcionando un enfoque útil al medio estudiantil. 6 Es fundamental considerar, que en la Universidad Estatal Península de Santa Elena la falta de equipos en el área de telecomunicaciones de la carrera de Electrónica y Telecomunicaciones es evidente, por lo tanto, los laboratorios requieren de implementación de equipos especializados en comunicaciones inalámbricas para el uso de los estudiantes, mediante este proyecto se ayudará a mejorar el aprendizaje o estudio relacionado con este tipo de procesos. Los beneficios que brindará este proyecto será el poder mejorar la calidad en el ámbito de trabajo de los estudiantes dentro del proceso de enseñanza-aprendizaje, crear nuevos temas de Investigación en base a los recursos aplicados en dicho proyecto y de esta manera contribuir a que la población (estudiantes) adquiera una mejor calidad de conocimiento en las materias relacionadas, como consecuencia de vinculación de que la teoría emprendida ya no solo irá acompañada de simulaciones, sino de prácticas con equipos que abastecen lo necesario para aumentar la facilidad de instrucción en el ámbito educativo, adecuando un espacio físico que permita dar atención a la demanda de los estudiantes que cursan sus últimos semestres. Las soluciones existentes en el mercado son estáticas, es decir, no pueden configurarse de acuerdo a los requerimientos que queremos, por lo tanto, la presente propuesta tecnológica tendrá la capacidad de ser configurable, permitiendo a los usuarios realizar tantas configuraciones; como mantenimiento de equipos que se requiera. 1.5 METODOLOGÍA Modalidad de la Investigación: La siguiente propuesta estará sustentada en las siguientes metodologías: Tipo de investigación En el transcurso del desarrollo del proyecto se emplearán los siguientes tipos de investigación: 7 INVESTIGACIÓN EXPLORATOIA Se revisarán fuentes bibliográficas confiables de los siguientes temas: enlace punto a punto y punto a multipunto, tecnología WiMAX, funcionamiento de equipos tecnológicos, forma de operar de los equipos y frecuencia de trabajo, posteriormente se realizará la integración de los conocimientos adquiridos para llevar a cabo el tema propuesto. INVESTIGACIÓN APLICADA Se aplicará la técnica, pruebas y error de la propuesta tecnológica para comprobar y corregir el modo de operación, tanto para el control de los equipos de campo como el modo de configuración, modo de aplicación, los cuales permitirán al estudiante la confiabilidad del manejo. A continuación, se detallan las fases donde se aplicarán los métodos de investigación: FASE 1: Estudio sobre el estándar IEEE 802.16, norma de cableado estructurado (ANSI/TIA/EIA 568 b) y comunicaciones inalámbricas. En esta fase se recopilarán datos necesarios previo a un análisis o investigación, de esta manera se podrán reconocer las necesidades que posee la carrera, y obtener una solución. Posterior a esto, se espera poder conocer totalmente los requerimientos en protocolos de comunicación inalámbricas para cumplir los objetivos proyectados y así satisfacer las necesidades de los estudiantes mediante una investigación diagnóstica y exploratoria. FASE 2: Diseño, configuración e instalación del proyecto La propuesta tecnológica que se implementará mediante conocimientos obtenidos durante el tiempo de formación académica consta de dispositivos tecnológicos de marca Ubiquiti de tecnología airMAX y componentes de investigación estudiados en la fase 2 para la implementación del diseño de la red para la transmisión de datos por medio del radio enlace. En esta fase se aplica la información investigada. FASE 3: Simulación y verificación. Con la simulación se ratifica si existe comunicación inalámbrica entre los equipos, se registran los resultados y datos de las mismas para posteriormente ser evaluados 8 y ofrecer información precisa sobre el funcionamiento del radio enlace realizado con los equipos tecnologías mediante el empleo de investigación aplicada. Aplica las normas y estándares Se diseñó, configuró e instaló los equipos correctamente No cumple con la fase 1 No cumple con la fase 2 Fase 3 Existe comunicación inalámbrica entre los enlaces No cumple con la fase 3 Proyecto de tesis factible FIN INICIO Fase 2 Fase 2 Diseño e implementación para un laboratorio de comunicaciones inalámbricas mediante el estándar IEEE 80216 ac. NO SI NO SI NO SI 9 CAPÍTULO II 2.1 MARCO CONTEXTUAL El uso de las comunicaciones inalámbricas a nivel nacional se ha expandido debido a que genera nuevas formas de dar solución a problemas en todo ámbito de la vida cotidiana. El ámbito estudiantil no es la excepción pues es donde más factible resulta su empleo por abarcar cualquier prototipo de aprendizaje. Por lo tanto, el área donde se desarrollará el método de simulación y demostración del funcionamiento, será en el laboratorio de telecomunicaciones de la Universidad Estatal Península de Santa Elena (UPSE), ubicada en el cantón La Libertad perteneciente a la Provincia de Santa Elena, esta propuesta se llevará a efecto a través de una estación de trabajo donde el usuario tendrá acceso a la información de operatividad de los radio enlaces punto a punto y punto a multipunto, los mismos que constarán de elementos electrónicos necesarios; ubicados en 4 estaciones adicionales con la debida configuración para el proceso de la propuesta. El desarrollo de este proyecto abarca la implementación del estándar IEEE 802.16 ac mediante un radio enlace inalámbrico punto a punto que trabaje en un rango de frecuencias de 5.8 GHz y un radio enlace inalámbrico punto a multipunto que trabaje en un rango de frecuencias de 2.4 GHz, el mismo que permitirá facilitar o mejorar la comunicación entre dispositivos emisores y receptores. El propósito es permitir a los estudiantes realizar, a más de un estudio teórico, un estudio práctico y físico, algo con qué puedan evidenciar que el conocimiento impartido por los docentes sea factible al momento de aplicarlo con equipos expertos en esta rama. Mediante programas como UNMS (Sistema de gestión de red Ubiquiti-traducido al español) y AirOs (software online que proveen del servicio de Ubiquiti), los estudiantes podrán ver las diferentes características configurables que se presentan en cada uno de los dispositivos. Cabe destacar que, como todo equipo tecnológico, debe tener el correcto cuidado debido a que cualquier tipo de incidente puede ocasionar ciertos daños que provocaría que su operatividad y funcionamiento no se torne de manera aceptable, 10 por lo tanto, se recomienda llevar a cabo un mantenimiento preventivo y las debidas actualizaciones periódicamente. 2.2 MARCO CONCEPTUAL 2.2.1 SISTEMA INALÁMBRICO Figura 1: Arquitectura del estándar IEEE 802.16. Tomadodel libro de Sistemas de comunicación Inalámbrica [4]. Existen un sinnúmero de sistemas de comunicación que ejecutan su proceso de forma inalámbrica, pero nos centraremos en el objetivo de nuestra propuesta que enfoca a las comunicaciones inalámbricas mediante el estándar IEEE 802.16. Hay que resaltar que; la junta de estándares del IEEE (Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos) con sede en los EE. UU, estableció un grupo de trabajo para abordar los estándares de acceso inalámbrico de banda ancha bajo la pancarta 802.16. Su objetivo era preparar sistemas inalámbricos que se utilizarían para el despliegue de redes de área metropolitana de banda ancha en todo el mundo. Antes de tratar sobre el estándar que se implementará, conozcamos un poco de la historia y protocolos que se fundamentan en las comunicaciones inalámbricas. 11 2.2.2 COMUNICACIONES INALÁMBRICAS La historia de las comunicaciones inalámbricas empezó desde hace muchos años atrás cuando mediante mensajes de humo se logró establecer comunicación o transmisión de mensajes en pequeñas distancias. Desde allí conforme pasa el tiempo se lograron desarrollar diferentes e innovadoras tecnologías conforme a las necesidades del ser humano con la finalidad de establecer comunicación. A continuación, se destacan algunos acontecimientos derivados a esta rama [5]: En 1896 Marconi logro enviar y recibir señal de radio, siendo esta la primera vez que se transmitió señal. En el año 1925 se realizó el envío de datos o transmisión de la primera señal mediante televisión. A comienzos del año 1947 se realizaron pruebas de telefonía móvil las mismas que culminaron a finales de 1982. En 1979 IBM, mediante WLAN - infrarrojo logra crear una red. Las empresas IBM, Intel, Toshiba, Ericsson y Nokia forman un consorcio para crear la tecnología Bluetooth a finales de los años 90. En el año 2001 en España se brinda servicio GPRS. Figura 2: Historia de las comunicaciones inalámbricas. Tomado de libro de Historia de telecomunicaciones - 2013 12 A partir del año 2005 se logra la evolución de las redes UMTS, mediante tecnología HSPA, las mismas que se usarían para el aumento de capacidad en la transmisión. En el 2006 se obtuvo el primer esquema 802.11n, en el cual se especificaban velocidades próximas a 600Mbps. En el año 2011 se establece el prototipo estándar del servicio de bluetooth 4.0 con velocidades de 300mbps. En el año 2012 se realizan las primeras pruebas de redes de cuarta generación denominadas también 4G. Figura 3: Evolución de las comunicaciones inalámbricas. Tomado del sitio web Ciencia y Tecnología [6]. En la actualidad forman parte de un conjunto con alto porcentaje de crecimiento en Tecnológicas de información sobre todo por la eficacia que existe entre componentes de esta rama, más aún por el ámbito de la economía que surge desde tecnologías móviles, redes de acceso de internet, sistemas de conexión o las redes inalámbricas. El impacto que obtuvieron las comunicaciones inalámbricas en los últimos años resultó de gran asombro, ya que han evolucionado extremadamente. La ventaja principal de las comunicaciones inalámbricas es la movilidad de las ondas en que se transmite; en este punto se logra permitir que las redes inalámbricas logren difundirse y evolucionar en un tiempo diminuto. 13 Esta rama ha dado alcance de poder compartir ideas innovadoras, puesto que ha sido parte integral del desarrollo humano conforme pase el tiempo. Sin duda en la última década los avances tecnológicos se han ido presentando de manera significativa, pero aún es necesario implementar nuevas tecnologías que nos ayuden a mejorar los servicios de las redes inalámbricas, velocidad de transmisión, retardo, consumo, costo y principalmente la cobertura. 2.2.3 PROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN 2.2.3.1 PROTOCOLO ETHERNET - TCP/IP El protocolo de control de trasmisión / protocolo de internet (TCP/IP), son un grupo de protocolos que logran la posibilidad de que exista comunicación entre ordenadores de diferentes redes de áreas locales más conocidas como (LAN) y de esta manera brindar sus servicios. Analizando por separados el estudio de este protocolo, se menciona que: Protocolo de control de transmisión (TCP) Permite la conexión e intercambio de datos entre dos ordenadores o miembros de una red. Este protocolo certifica que los paquetes o tramas se entreguen de forma ordenada y que dichos datos no se pierdan durante la sesión. Protocolo de internet (IP) Son direcciones, serie de 4 octetos o bytes con un formato de punto decimal. Por ejemplo: 192.168.0.1 Nota: Los protocolos de aplicación como HTTP y FTP se basan y utilizan TCP/IP. 2.2.3.2 PROTOCOLOS DE RED Un protocolo de red otorga el conjunto de normas que rigen el intercambio de información mediante una red de computadoras: 14 Los protocolos de red deben ser confirmados e instalados por el remitente y el receptor para garantizar la comunicación entre la red y los datos y se aplican al software y hardware que se comunican en una red [7]. Figura 4: Protocolos de red. Tomado del sitio web Sistemas, redes y seguridad [8]. Hay varios tipos generales de protocolos de red, que incluyen: Protocolos de comunicación de red: protocolos básicos de comunicación de datos, como TCP / IP y HTTP. Protocolos de seguridad de red: implementar la seguridad en las comunicaciones de red e incluyen HTTPS, SSL y SFTP. Protocolos de gestión de red: proporcionan gestión y mantenimiento de la red e incluyen SNMP e ICMP. 2.2.3.3 PROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN INALÁMBRICA Figura 5: Clasificación de las comunicaciones inalámbricas. Tomado del artículo ScienceDirect [9]. 15 Cabe mencionar que hoy en día existen ciertos tipos de comunicaciones inalámbricas, aunque en lo cotidiano de la vida no notemos el contraste, en cada una de ellas encontramos una determinada importancia. Red de área personal inalámbrica o WPAN. - En esta clasificación incluyen comunicaciones inalámbricas de un alcance corto, el mismo que abarca un área determinada a decenas de metros. Son generalmente usados para establecer conexión en dispositivos periféricos, entre ellos encontramos impresoras, asistentes digitales de uso personal conectado a una PC sin cableado o telefonía móvil. Existen diferentes tipos de tecnología WPAN: Bluetooth (Ericsson – 1994): Velocidad máxima de 1Mbps, acepta u alcance máximo de aproximadamente 30 m de distancia. Trabajan con el estándar IEEE 802.15.1, el cual tiene la ventaja de gastar energía a nivel bajo que satisface las necesidades al momento de emplearlo en periféricos de tamaño diminuto [10]. HomeRF (HomeRF Working Group): Este tipo de servicios desde los años 90 brinda una rapidez acrecentada de 10 Mbps con una distancia determinada de 50 a 100 m sin usar un amplificador. Operan con fabricantes HP, Intel, Siemens, Motorola y Microsoft, los más conocidos en la creación de la tecnología. Cabe recalcar que a pesar de estar resguardado por el fabricante Intel, el estándar HomeRF se dio de baja en el mes de enero del año 2003. Luego de esto los fabricantes empezaron a utilizar la tecnología Wifi que incluía un microprocesador y un adaptador que consta de un solo componente [10]. RED DE ÁREA LOCAL INALÁMBRICA o WLAN. - Se caracterizan por cubrir un área perteneciente a la red local de una infraestructura empresarial, con un alcance de 100 m. Accede a que los dispositivos que se encuentran dentro del área de cobertura puedan establecer conexión entre sí. Existen diferentes tipos de tecnologías: 16 Wifi (o IEEE 802.11): Esta tecnología ofrece una máxima velocidad (54 Mbps). La misma que trabaja a una distancia de cientos de metros. Wifi permitecrear redes de WLAN de velocidad elevada por si el dispositivo vaya a realizar conexiones, no se encuentre lejano del AP. Esa tecnología admite dispositivos portátiles, computadoras de escritorio, asistentes analógicos de uso personal o cualquiera que conste de alta rapidez con características de conexión de aproximadamente 11 Mbps dentro de un radio con sinnúmeros de ambientes internos que alcancen 20 a 50 m, o dentro de un radio de innumerable distancia en cuanto al entorno [11]. Hiper LAN2 : Es un estándar europeo desarrollado por ETSI (European Telecommunications Standards Institute ) que permite a los usuarios conseguir una velocidad de capacidad máxima (54 Mbps) dentro del área aproximada a 100 m, aparte permite transmitir dentro de bandas de frecuencias de 5150 y 5300 MHz [12]. La tecnología Zigbee (IEEE 802.15.4): Usado para conectar punto de conexión de manera móvil a un coste y un consumo de arranque diminuto. Particularmente es adecuada para integrarse directamente en aparatos electrónicos de tamaño reducido. Opera en 16 canales, con frecuencia de 2,4 GHz, y puede obtener una velocidad de transferencia de hasta 250 Kbps con un máximo alcance de aproximadamente 100 metros [13]. RED DE ÁREA METROPOLITANA INALÁMBRICA o WMAN. - Se caracterizan por ejercer la función de ofrecer una velocidad ciertamente efectiva (1- 10 Mbps), con un determinado alcance de 4-12 Km, el cual es muy favorable para empresas de telecomunicaciones. Hasta ahora la mejor red inalámbrica de área metropolitana es http://www.redeswimax.info/, puesto que permite alcanzar una velocidad en el rango de 70 Mbps en un radio de varios kilómetros [14]. https://es.ccm.net/contents/789-introduccion-a-wifi-802-11-o-wifi https://es.ccm.net/contents/789-introduccion-a-wifi-802-11-o-wifi http://www.etsi.org/ 17 2.2.4 ESTÁNDAR IEEE 802.16 El estándar IEEE 802.16 o WiMAX es un protocolo de red de área metropolitana que trabaja a una velocidad ciertamente alta, la cual reemplaza a las últimas millas que son usadas en las redes mediante fibra óptica, ADSL y en algunas ocasiones con cable modem para los usuarios remotamente antiguos [15]. Figura 6: Evolución de las tecnologías inalámbricas. Tomado de la revista Fundación Telefónica [16]. 2.2.4.1 Principales enmiendas Cabe mencionar que todavía hay muchos documentos que se están utilizando para definir y evolucionar el estándar 802.16. A continuación se presenta un resumen de las principales enmiendas que presenta este estándar: ESTANDAR / ENMIENDA COMENTARIOS 802.16 Este es el estándar básico 802.16 que se lanzó en 2001. Proporcionaba enlaces básicos de datos altos en frecuencias entre 11 y 60 GHz. 802.16a Esta enmienda abordó ciertos problemas de espectro y permitió que el estándar se usara en frecuencias inferiores al mínimo de 11 GHz del estándar original. 802.16b Aumentó el espectro que se especificó para incluir frecuencias entre 5 y 6 GHz, al tiempo que proporciona aspectos de calidad de servicio. 18 802.16c Esta enmienda a 802.16 proporcionó un perfil del sistema para operar entre 10 y 66 GHz y proporcionó más detalles para las operaciones dentro de este rango. El objetivo era permitir mayores niveles de interoperabilidad. 802.16d (802.16-2004) Esta enmienda también se conoció como 802.16-2004, ya que se publicó en 2004. Fue una revisión importante de la norma 802.16 y, una vez publicada, todos los documentos anteriores fueron retirados. También se proporcionan perfiles para las pruebas de conformidad, y el estándar se alineó con el estándar ETSI HiperMAN para permitir la implementación global. El estándar solo abordaba la operación fija. 802.16e (802.16-2005 Esta norma, también conocida como 802.16- 2005 en vista de su fecha de lanzamiento, está prevista para uso nómada y móvil. Con velocidades de datos más bajas de 15 Mbps contra 70 Mbps de 802.16d, permitió un uso nómada y móvil completo, incluido el traspaso. 802.16f Base de información de gestión 802.16g Gestión de procedimientos y servicios de plano 802.16h Mecanismos de convivencia mejorados para operación exenta de licencia. 802.16j Especificaciones de relés multi-salto 19 802.16m Interfaz aérea avanzada. Esta enmienda mira hacia el futuro y se anticipa que proporcionará velocidades de datos de 100 Mbps para aplicaciones móviles y 1 Gbps para aplicaciones fijas. Permitirá la cobertura de celulares, macro y microcélulas, actualmente no hay restricciones en el ancho de banda de RF, aunque se espera que sea de 20 MHz o más. Tabla 1: Historia del estándar IEEE 802.16. Tomado de proyecto de tesis sobre un estudio de tesis [17]. Resumen de los estándares IEEE 802.16. En vista del hecho de que es necesario que estándares como 802.16 avancen continuamente, se emitirán nuevas enmiendas y documentos a medida que se produzcan nuevos desarrollos. Solo teniendo en cuenta la forma en que se está moviendo la tecnología y los nuevos requisitos para 802.16, puede seguir el ritmo de las necesidades de los usuarios. Un buen ejemplo de un estándar que ha evolucionado es Ethernet. Esta norma ha permanecido en uso durante muchos años, y lo hará durante muchos años. Esto se ha logrado simplemente actualizando el estándar para mantener el ritmo de las necesidades de los usuarios. De esta manera, ha sido el principal estándar de redes durante más de 40 años. Esto también podría ser cierto para el estándar IEEE 802.16. Establecen su funcionamiento en bandas de frecuencias tituladas y no tituladas, lo mismo que les permite poder desarrollar varias soluciones de comunicación a los usuarios y fabricantes. 2.2.4.2 Uso del estándar IEEE 802.16 El ancho de banda y rango con que trabaja la tecnología WiMAX es de acuerdo a las siguientes aplicaciones: 20 Proporcionan alta gama de conectividad mediante ancho de banda móvil hacia ciudades, países o lugares donde exista variedad de dispositivos. Facilitan opciones inalámbricas al cableado de última milla de acceso a un ancho de banda de manera digital. Proveen datos, comunicación por voz o servicios de triple play. Generan una fuente de comunicación a internet como elemento de plan de continuidad. Actualmente, existe una demanda amplia para que el usuario se conecte a Internet desde cualquier sitio, con una cobertura muy exitosa, que sea íntegra, de calidad y rapidez. Para resolver este tipo de necesidades, aparece la tecnología WiMAX. 2.2.4.3 Evolución del estándar IEEE 802.16 Figura 7: Evolución del estándar IEEE 802.16 a lo largo del tiempo. Tomado del sitio web Ecu RED Cabe mencionar que las normas siempre están en continuo avance y crecimiento, por lo que mencionaremos el trabajo actual [18]: Normas activas: 802.16f.- Gestión de la base de datos de la investigación. Normas bajo desarrollo: 802.16g.- Gestión de ordenamientos y bienes. Normas en la antesala: 802.16h.- Mecanismos renovados para la operatividad en frecuencias dispensas de licencia. https://www.econectia.com/soluciones/internet-wimax-zonas-sin-cobertura-castellon 21 802.16i.- Gestión de la base de datos de la información inalámbrica. 2.2.4.4 Características del estándar IEEE 802.16 La norma 802.16 o WiMAX se ha desarrollado actualmente para poder realizar conexiones punto a punto y punto a multipunto, que son las más comunes en radioenlaces, y como se ha mencionado se ha expandido esta norma para poder brindar movilidad al primer estándar existente. Otra característica importante de WiMAX es que, como cualquier tecnología inalámbrica, permite ser usado al aire como medio de transmisión, de este modo se evitan gastos de cableado estructurado en los sistemas actuales, mediante este método es posible poder establecer conexión en lugares alejadosque no cuentan con la subestructura necesaria para su comunicación [19]. Un aspecto que debemos tomar en cuenta es que cuando se trabaja con WiMAX, el espectro de frecuencias se encuentra ocupado por la tecnología inalámbrica como se muestra en la figura: Figura 8: Espectro utilizado en la tecnología WiMAX. Tomado del libro de Proyectos de tecnología – 2011. Como observamos en la figura, WiMAX nos permite trabajar a diferentes frecuencias, sin olvidarnos que para ciertas frecuencias se necesita el uso de licencia, mientras que para otras no ha falta del mismo recurso. A continuación, detallaremos en que frecuencias se requiere licencia para poder llevar a cabo el funcionamiento de esta tecnología. 22 BANDAS FRECUENCIAS LICENCIA 2.5 GHz 2.5 – 2.69 GHz Si 3.4 GHz 3.3 – 3.8 GHz Si, en algunos países 5 GHz 5.25 – 5.85 GHz No Tabla 2: Bandas y frecuencias disponibles en WiMAX. Elaborado por el autor Juliana Villao R-2019 2.2.4.5 Especificaciones del estándar IEEE 802.16 Un punto muy significativo de este estándar es que concreta una capa MAC que sobrelleva numerosas especificaciones físicas (PHY). Alta productividad a distancias grandes (hasta 50 Km.) Tasa superior de bits/segundo/HZ en largas distancias. Sistema escalable Fácil añadidura de canales: extiende los volúmenes de las células. Anchos de banda dúctiles que facilitan usar espectros con licencia y exentos licenciados. Cobertura Soporte de mallas establecidas en estándares y antenas eficaces e inteligentes. Servicios de nivel diferenciados: E1/T1 usados para mercados o negocios, excelente esfuerzo para uso familiar. Figura 9: Características y especificaciones de la tecnología WiMAX. Tomado de Comunicaciones Industriales – 2017. 23 Importe y conflicto de información. Por otro lado, el apogeo que está teniendo el estándar IEEE 802.16 - WiMAX, ha logrado que se esté analizando la posibilidad de armonizarlo con última norma mencionada, que usa de igual forma una modulación OFDM. 2.2.4.6 Clasificación del estándar IEEE 802.16 WiMAX FIJO: WiMAX fijo ofrece soluciones rentables de punto a punto y punto a multipunto. Lo que hace que WiMAX sea tan emocionante es la amplia gama de aplicaciones que hace posible, entre otras cosas, el acceso a Internet de banda ancha, el sustituto de T1 / E1 para las empresas, el protocolo de voz sobre Internet (VoIP) como sustituto de la compañía telefónica, el Protocolo de Internet Televisión (IPTV) como la televisión por cable, sustituto, backhaul para puntos de acceso Wi-Fi y torres de telefonía celular, servicio de telefonía móvil, TV móvil de datos, servicios de respuesta de emergencia móvil, backhaul inalámbrico como sustituto del cable de fibra óptica. WiMAX proporciona un servicio fijo, portátil o móvil sin línea de vista desde una estación base a una estación de abonado, también conocido como equipo en las instalaciones del cliente (CPE). Algunos objetivos para WiMAX incluyen un radio de cobertura de servicio de 6 millas desde una estación base de WiMAX para el servicio de punto a multipunto, sin línea de vista (consulte las páginas siguientes para ver ilustraciones y definiciones). Figura 10: Esquema de una red WiMAX. Tomado del libro Banda ancha inalámbrica WiMAX - 2014 24 Este servicio debe ofrecer aproximadamente 40 megabits por segundo (Mbps) para aplicaciones de acceso fijo y portátil. El sitio celular de WiMAX debería ofrecer suficiente ancho de banda para soportar cientos de negocios con velocidades T1 y miles de clientes residenciales con el equivalente de servicios DSL desde una estación base. WiMAX MÓVIL: Los primeros productos móviles de WiMAX están programados para ser lanzados a fines de este año o muy temprano en el 2007, por lo que si no han investigado esta interesante tecnología ya es hora de comenzar [20]. Diseñado desde el principio para conectarse a la red IP, el WiMAX móvil ofrece baja latencia y alta calidad de servicio (QoS). No tendrá dificultades para acceder a datos multimedia IP o implementar tecnologías como VoIP. Este es el argumento básico que impulsa la campaña WiMAX móvil para la aceptación del mercado. En el mundo cada vez más amplio de las tecnologías inalámbricas, WiMAX móvil está dirigido a un mercado muy lucrativo: la entrega de datos digitales de gran ancho de banda de datos desde la red IP. En otras palabras, la muy comentada entrega de servicios móviles. Celular, Wi-Fi e incluso Bluetooth a través de su relación con (UWB) Ultra wide band también tienen diseños en el mercado de servicios multimedia. Si bien todavía hay dudas sobre si hay espacio para otra tecnología inalámbrica, WiMAX tiene una buena historia que contar. Mobile WiMAX puede integrarse en cualquier número de dispositivos personales como PDAs, computadoras inalámbricas, consolas de juegos, iPods, reproductores de MP3 y teléfonos celulares. Como tal, su potencial para competir con la tecnología celular es obvio, particularmente para aplicaciones de un ancho de banda centrado en datos. WiMAX y celular Pero el WiMAX móvil también puede coexistir con la tecnología celular. WiMAX no está optimizado para transportar tráfico de voz por conmutación de circuitos. Desde la perspectiva de WiMAX, la voz es una aplicación mucho más apropiada para la tecnología celular. El problema con ese escenario desde la perspectiva 25 celular es que el crecimiento esperado en los ingresos móviles está en el segmento de datos. Entre 2004 y 2008, se pronostica un CAGR del 20% para los datos móviles, mientras que los ingresos por tráfico de voz móvil se espera que caigan en un pequeño porcentaje durante el mismo período [21]. Los ingresos por voz seguirán siendo casi el doble de datos en 2008, pero la tendencia es clara. La característica tecnológica más significativa que tiene sobre 2G y 3G es su aceptación de la multiplexación de OFDMA. OFDMA (Acceso Múltiple por División de Frecuencia Ortogonal) funciona bien en entornos de múltiples rutas y es rentable con los operadores de red porque tiene un mayor rendimiento y les da más flexibilidad en la gestión de los recursos del espectro. El rendimiento de WiMAX móvil generalmente se compara con tecnologías 3G como EVDO (Evolution Data Optimized) y HSDPA (High Speed Downlink Packet Access), y HSUPA. Dependiendo de la configuración del sistema, el WiMAX móvil tiene una clara ventaja de rendimiento. En términos de rendimiento neto por canal, el WiMAX móvil ofrece entre un 50% y 3 veces más ancho de banda, el mayor diferencial viene en un sistema WiMAX con una implementación MIMO (Multiple In Multiple Out) de dos antenas [22]. 2.2.4.7 Comparativo del estándar IEEE 802.16 vs otras tecnologías La norma IEEE 802.16 obtiene velocidades de transmisión de 100 Mbits sobre segundo con frecuencias y ancho de banda de 28 MHz. COMPARATIVA FRENTE A OTRAS TECNOLOGÍAS País WiMAX (802.16) Wi-Fi (802.20) Mobile-FI (802.20) UMTS Velocidad 124 Mbit/s 11-54 Mbit/s 16 Mbit/s 2 Mbit/s Cobertura 40-70 km 300 m 20 km 10 km Licencia Si/No No Si Si Ventajas Velocidad y alcance Velocidad y precio Velocidad y movilidad Rango y movilidad Desventajas Interferencias Bajo alcance Precio alto Lento y caro Tabla 3: Bandas y frecuencias disponibles en WiMAX. Tomado del libro Banda ancha inalámbrica [19] 26 Wi-Fi es una tecnología inalámbrica popular debido a su estándar abierto, buena velocidad y capacidad para mm anejar la interferencia, pero su mayor desventaja es su área de cobertura. Por lo general, sirve para apuntar a cien metros en interiores y trescientos metros en exteriores. Por otro lado, la tecnología celular como 3G y 4G puede cubrir un área más grande, pero esta tecnología necesitacambiar la infraestructura existente lo que aumenta el costo de usos. Además, su cuota de licencia también es enorme, pero WiMAX resuelve la mayoría de los problemas de estas dos tecnologías. Tiene una gran área de cobertura que en teoría es de aproximadamente 3.1 milla y puede ofrecer un ancho de banda muy alto con un costo asequible. También proporciona flexibilidad para el operador donde satisfacer la demanda de los usuarios, el operador no necesita cambiar la infraestructura porque WiMAX puede interoperar entre varios tipos de redes. Más adelante ofrece una gran calidad de servicio para varios tipos de aplicaciones, como retrasos en tiempo real servicios de VOIP, transmisión de video en tiempo real y aplicaciones no en tiempo real. Además, WiMAX se puede integrar con la red de telefonía móvil y 3G que ofrece la oportunidad de acceso de banda ancha a cualquier lugar en cualquier momento. En este capítulo compararemos las tecnologías, especialmente WiMAX, Celular y Wi-Fi. WiMAX versus tecnología celular 3g Las capacidades de rendimiento de WiMAX dependen del ancho de banda del canal seleccionable entre 1.25 MHz a 20 MHz, que es muy efectivo para el despliegue flexible de WiMAX red. Por otro lado, el sistema 3G utiliza un ancho de banda de canal fijo. WiMAX utiliza OFDM como una técnica de modulación que es adecuada para una tasa de picos muy alta, pero los sistemas 3G utilizan CDMA donde lograr una tasa de datos muy alta es más difícil. WiMAX ofrece una mayor eficiencia espectral que el sistema 3G. Su capa física basada en OFDM es más manejable en Implementación MIMO, comparada con el sistema 3G fundamentado en CDMA, esta lograr mayor ganancia. También mejora la capacidad aprovechando el multiusuario. El sistema WiMAX tiene la capacidad de soportar más enlaces 27 simétricos que son útiles para ajustar dinámicamente el enlace descendente a la relación de enlace ascendente. También es útil para la aplicación fija. WiMAX es una mejor tecnología para aplicaciones multimedia que la 3G. Su capa MAC es diseñado para sobrellevar varios tipos de tráfico. Su fuerte mecanismo de calidad de servicio es útil para datos en tiempo real y no en tiempo real, datos basados en el mejor esfuerzo y prioridad. Una ventaja importante de WiMAX es su arquitectura IP liviana. Aunque WiMAX agregó funcionalidades de movilidad, pero aún no se ha demostrado cuánta movilidad puede soportar. Por otro lado, las tecnologías 3G tienen funciones inherentes para el soporte y movilidad. Figura 11: Rango de tecnología. Tomado del artículo de Seminarios tecnológicos - 2011 WIMAX VS. WI-FI WiMAX y Wi-Fi son ambos tecnología inalámbrica de banda ancha, pero la señal de Wi-Fi tiene un rango limitado. Entonces, si un usuario se muda de un lugar a otro, debe encontrar el punto de acceso y configurar una nueva conexión. Por otro lado, WiMAX cubre áreas de tamaño metropolitano por lo que no hay necesidad de punto de acceso. 2.2.4.8 Ventajas y limitaciones del estándar IEEE 802.16 Las comunicaciones inalámbricas brindan diferentes ventajas en comparación de las redes convencionales o tradicionales, entre ellas tenemos: 28 VENTAJAS: Accesibilidad y flexibilidad. - Es posible tener comunicación en lugares de difícil acceso, donde no exista cableado; incluso no exista línea de vista total. Costo. - El ahorro de un enlace inalámbrico se da por el hecho de que no se debe pagar por la instalación de cable en distancias largas. Movilidad. - No es necesario permanecer en un solo lugar para tener acceso a la información; permite poder movernos libremente de una ubicación a otra incluso sin perder el acceso a las redes. LIMITACIONES: Consumo. - En aparatos inalámbricos o dispositivos móviles el gasto de batería acrecienta debido a la utilidad de la interface. Capacidad. - El espectro electromagnético ofrece servicios y recursos limitados. Calidad. - Es apto a obstrucciones y atenuación. Seguridad. - La información puede ser obstaculizada por cualquier sujeto ya que transita en el espectro electromagnético. Figura 12: Rango de tecnología. Tomado de Seminarios tecnológicos – 2011 29 2.2.4.9 Arquitectura del estándar IEEE 802.16 La arquitectura de red WiMAX define el sistema después de la interfaz aérea para permitir que se logre una red completa de extremo a extremo. Para poder utilizar elementos de equipos de red de diferentes proveedores, es necesario definir la arquitectura de red WiMAX que es común a todas las redes WiMAX. De esta manera, se pueden obtener economías de escala junto con redes robustas que pueden funcionar de manera confiable en todas las condiciones [23]. 2.2.4.10 Entidades del estándar IEEE 802.16 Las principales entidades de arquitectura de red del estándar IEEE 802.16 La arquitectura del estándar IEEE 802.16 desarrollada por el soporte de formularios del estándar IEEE 802.16 es una arquitectura de red unificada para soportar operaciones fijas, nómadas y móviles. La arquitectura de la red WiMAX se basa en un modelo todo-IP. [24] La arquitectura de la red del estándar IEEE 802.16 comprende tres elementos o áreas principales [25]: Estaciones remotas o móviles: son los equipos de usuario que pueden ser móviles o fijos y pueden estar ubicados en las instalaciones del usuario. Access Service Network, ASN: es el área de la red WiMAX que forma la red de acceso de radio en el borde y comprende una o más estaciones base y una o más puertas de enlace ASN. Red de servicio de conectividad, CSN: esta parte de la red WiMAX proporciona la conectividad IP y todas las funciones de la red IP. Es lo que se puede llamar la red central en el lenguaje celular. La red WiMAX en general comprende varias entidades diferentes que conforman las diferentes áreas principales descritas anteriormente. Estos incluyen las siguientes entidades: Estación del suscriptor, SS / Estación móvil, MS: La estación del suscriptor, SS a menudo se puede denominar Equipo de las instalaciones del cliente, CPE. 30 Éstas adoptan diversas formas y pueden denominarse "CPE de interior" o "CPE de exterior": la terminología se explica por sí misma. El CPE al aire libre tiene la ventaja de que proporciona un mejor rendimiento como resultado de la mejor posición de la antena, mientras que el CPE puede ser instalado por el usuario. También se pueden utilizar estaciones móviles. Estos son a menudo en forma de una mochila para una computadora portátil, etc. Estación base, BS: La estación base forma un elemento esencial de la red WiMAX. Es responsable de proporcionar la interfaz aérea para el suscriptor y las estaciones móviles. Proporciona funcionalidad adicional en términos de funciones de administración de micro-movilidad, como activación de transferencia y tunelización, administración de recursos de radio, normativa de calidad de servicio, clasificación de tráfico, protocolo de control de host dinámico, gestión de claves, gestión de sesiones y acceso a grupos de multidifusión [26]. ASN Gateway, ASN-GW: el Gateway ASN dentro de la arquitectura de la red WiMAX generalmente actúa como un punto de agregación de tráfico de capa 2 dentro del ASN general. El ASN-GW también puede proporcionar funciones adicionales que incluyen: localización y paginación intra-ASN, manejo de recursos de radio y control de admisión, almacenamiento en caché de perfiles de suscriptores y claves de cifrado. El ASN-GW también puede incluir la funcionalidad del cliente AAA (ver más abajo), el establecimiento y la administración del túnel de movilidad con estaciones base, QoS y cumplimiento de políticas, la funcionalidad del agente extranjero para IP móvil y el enrutamiento al CSN seleccionado. Agente local, HA: El Agente local dentro de la red WiMAXestá ubicado dentro del CSN. Con Mobile-IP formando un elemento prioritario dentro de la tecnología del estándar IEEE 802.16, este agente trabaja en conjunto con un "agente extranjero", como la puerta de enlace ASN, para proporcionar una solución IP móvil de extremo a extremo eficiente. El Home Agent sirve como punto de anclaje para los suscriptores, brindando roaming seguro con capacidades QOS. 31 Servidor de autenticación, autorización y contabilidad, AAA: Al igual que con cualquier sistema de comunicaciones o inalámbrico que requiera servicios de suscripción, se utiliza un servidor de autenticación, autorización y contabilidad. Esto está incluido dentro del CSN. Figura 13: Arquitectura de una red con la norma IEEE 802.16. Tomado del libro Proyectos tecnológicos - ESPOCH (2014) 2.2.4.11 Modos de operación / Topologías Figura 14: Topologías que maneja la norma IEEE 802.16. Tomado del artículo CTRQ-2008 32 RED PUNTO A PUNTO Una conexión punto a punto es un enlace de comunicación directo permanente entre 2 partes. A diferencia de un acceso telefónico, no es necesario establecerla a través de un acceso telefónico o desconectarse después de la comunicación. Hoy en día, las conexiones punto a punto se logran en redes de telecomunicaciones modernas a través de jerarquías multiplex superordinadas o redes de fibra óptica. Los dispositivos más son usados en este tipo de enlaces, pueden soportar el modo de punto de acceso y de modo de estación, de acuerdo al diseño de red que se propone realizar. La configuración más sencilla de un enlace PtP es cuando se usan dos equipos locales de cliente debido a que tienen antenas direccionales capaces de realizar esta función, esta tecnología se compone de los elementos necesarios para dar soluciones factibles, y de larga operatividad. Una conexión de extremo a extremo se refiere a una conexión entre dos sistemas a través de una red conmutada. Por ejemplo, Internet se compone de una malla de enrutadores. Los paquetes siguen una ruta de salto a salto de un enrutador a otro para llegar a sus destinos. Cada salto consiste en un enlace físico punto a punto entre los enrutadores. Por lo tanto, una ruta enrutada consiste en múltiples enlaces punto a punto. En el entorno de ATM y retransmisión de tramas, la ruta de extremo a extremo se denomina un circuito virtual que cruza un conjunto predefinido de enlaces punto a punto. [27] Figura 15: Topologías en modo de operación PTP. Tomado del autor Robert V. - Rusia (2000) https://www.nfon.com/en_de/cloud-telephone-system/resources/glossary/telecommunication-networks/ https://www.nfon.com/en_de/cloud-telephone-system/resources/glossary/telecommunication-networks/ 33 Estos enlaces podrían tener los siguientes usos: Telefonía IP, comunicación de red, video, internet para una empresa, negocio o facilidad ubicada en áreas antiguas o remotas donde el adquirir los servicios de Internet no se torna posible. Interconexión de las redes de 2 ubicaciones o extensión de la red de una ubicación a otra, logrando el intercambio de información, servicios de red, impresión en red, internet compartido, aplicaciones, etc. Interconexión de las redes de dos sitios para realizar el enlace de servicios de voz a través del recurso VOIP, accediendo a la comunicación de extensiones, líneas de teléfono compartidas y de la misma forma enlazando a líneas virtuales. Interconexión de las redes de dos sitios para comunicar servicios de video vigilancia y monitoreo de espacios a una determinada distancia. RED PUNTO A MULTIPUNTO Cuando hablamos de la comunicación de una red punto a multipunto nos referimos a que existe un punto principal, el cual establece conexión con varios puntos remotos. Dentro de las redes punto a multipunto encontramos los siguientes tipos de conexiones: Figura 16: Topologías en modo de operación PTMP. Tomado del autor Robert V. - Rusia (2000) 34 Estrella: Diferentes terminales remotas son conectadas a un host. Bus: Muchas estaciones remotas conectadas a un medio de comunicación común. Anillo: Un mismo cable conectado a todas las terminales. Si una falla presenta inconvenientes con todas. Malla: Este tipo de conexión es usado en centrales telefónicas. Todas las terminales son interconectadas entre sí. 2.2.5 NORMA ANSI/TIA/EIA 568 (A-B) Antes de mencionar la norma, recalquemos porque es importante y le implementación en este proyecto. La importancia de las normas. Las normas son la plataforma de todas las redes de telecomunicaciones. Establecen directrices y recomendaciones de mejores prácticas para cada aspecto de las telecomunicaciones, sistemas de cableado desde el diseño y la instalación de la red hasta el rendimiento del cable y verificación. Las normas fomentan discernimientos técnicos y certifican la uniformidad y compatibilidad en y entre redes, incluso redes de múltiples proveedores. En el cableado de comunicaciones, los estándares definen tipos de cableado, distancias, conexiones, arquitecturas de cableado, parámetros de rendimiento, requisitos de prueba y más. Y debido a que proporcionan las mejores prácticas recomendadas, los estándares pueden reducir tiempo de inactividad y gastos de instalación. Simplifican movimientos, adiciones y cambios. Maximizan la disponibilidad del sistema y prolongan la vida útil de un cableado sistema. Los estándares le permiten construir sistemas de cableado estructurado que pueden fácilmente acomodar las tecnologías, equipos y usuarios existentes, así como los futuros. [28] En la actualidad, en el desarrollo de estándares de cableado estructurado existen 2 organizaciones principales involucradas. La Asociación de la industria de las telecomunicaciones (TIA) generalmente se especifica en América del Norte. 35 Los estándares de la Organización Internacional para la Estandarización se usan más comúnmente fuera de América del Norte. [29] Una breve historia de los estándares de cableado. Antes de 1985, no existían estándares de cableado estructurado. Las compañías telefónicas utilizan su propio cableado. Las empresas generalmente usaban el sistema propietario de un proveedor. Finalmente, la (CCIA) Asociación de la Industria de las Comunicaciones de Computación se acercó a la Industries Alliance, anteriormente Asociación, (EIA) sobre el desarrollo de estándares de cableado. Las discusiones se centraron en el desarrollo de estándares de cableado de voz, datos, comerciales y residenciales. (El TIA se formó en abril de 1988 después de una fusión de la Asociación de Proveedores de Telecomunicaciones de los Estados Unidos y el grupo de Tecnologías de la Información y las Telecomunicaciones de la EIA). [30] Figura 17: Colores – norma de cableado estructurado. Tomado del artículo de Practica de redes (2010) En 1991, el TIA publicó su Estándar de cableado de telecomunicaciones para edificios comerciales, ANSI / TIA-568. Fue la primera norma para definir un sistema genérico de telecomunicaciones que admita un entorno multiproducto y de múltiples proveedores. Permitió que los sistemas de cableado se planearan e instalaran sin planes definidos para el equipo de telecomunicaciones que se instaló más adelante. 36 Norma a implementar en el proyecto: Cableado Esta característica es la parte del sistema de cableado que se extiende desde la salida del área de trabajo, a través del cableado en la pared / techo / piso y luego al panel de conexiones en la sala de telecomunicaciones. El sistema también incluye los cables de conexión en la salida del área de trabajo y los cables de conexión en la sala de telecomunicaciones. Un buen diseño debe estar dirigido a minimizarlas reubicaciones y el mantenimiento del sistema horizontal, ya que puede resultar más costoso Topología El cableado se instalará en una topología en árbol, con cada salida del área de trabajo conectada a través del cable horizontal a la conexión cruzada horizontal en la sala de telecomunicaciones. Cada piso debe tener su propio armario de telecomunicaciones, dimensionado según ANSI / TIA / EIA 568. Cualquier dispositivo requerido, como baluns (dispositivo convertidor de líneas de transmisión) y dispositivos de ajuste de impedancia, no deben instalarse en el sistema horizontal, sino que debe mantenerse externo a la toma de telecomunicaciones. Esto facilitará los cambios de red. Solo se permitirá un punto de transición o un punto de consolidación entre la conexión cruzada horizontal y la salida de telecomunicaciones, y no se permitirán tomas y empalmes puenteados en la horizontal de cobre. Cable Ethernet cat 6 Longitud del cable La distancia máxima entre la salida de telecomunicaciones y la conexión cruzada horizontal no será superior a 90 metros. La longitud máxima de todos los cables de conexión y puentes en el armario de telecomunicaciones no será superior a 5 metros, y la longitud total de todos los cables de conexión tanto en el armario de telecomunicaciones como en el área de trabajo no será superior a 3 metros. 37 Figura 18: Cableado Ethernet - Cat 6. Tomado del libro de Redes inalámbricas (2010) Cables reconocidos Los cables más reconocidos, y los que siempre son usados son: - Par trenzado sin blindaje de 100 ohmios (UTP) o par trenzado apantallado (ScTP). - Cables ópticos multimodo, ya sea 62.5 / 125 o 50/125 El par trenzado blindado de 150 ohm (STP-A) Es un tipo de cable reconocido, pero no se recomienda para nuevas instalaciones de cableado. Todos los puentes, cables de conexión, cables de equipos deben cumplir con todas las normas aplicables según lo especificado en ANSI / TIA / EIA 568-B. Cuando se utilizan cables híbridos y agrupados, cada tipo de cable cumplirá con los requisitos para ese tipo de cable, y el cable combinado o híbrido cumplirá con las especificaciones de los cables agrupados. Los dos requisitos anteriores se encuentran en ANSI / TIA / EIA 568-B. Distancia máxima de backbone Tipo de medio Conexión cruzada Horizontal Conexión cruzada Intermedio Cobre (Voz) 800 m (2,624 ft) 500 m (1640 ft) Multimodo 2000 m (6560 ft) 1700 m (5575 ft) Monomodo 3000 m (9840 ft) 2700 m (8855 ft) Tabla 4: Cable estructurado. Tomado del libro de Operación Superior de los equipos de conmutación – 2017 Longitudes de paneles de parches y puentes El puente de conexión cruzada y los cables de conexión no deberían superar los 20 metros correspondientemente mientras que los equipos de salto no deben superar los 30 metros. 38 Área de trabajo Los componentes del área de trabajo son aquellos que se extienden desde la salida del área de trabajo hasta el (los) dispositivo (s) de telecomunicaciones. Conexión cruzada e interconexión Todas las conexiones entre el cableado horizontal y los cables de la red troncal deben ser conexiones cruzadas. Todos los cables y hardware de conexión deben cumplir con los requisitos de ANSI / TIA / EIA 568-B. Una interconexión conectará el hardware de conexión del cable horizontal (panel de conexión) al equipo de telecomunicaciones (por ejemplo, un concentrador). Una conexión cruzada tendrá el hardware de conexión del sistema horizontal (por ejemplo, el panel de conexión) conectado al hardware de conexión (panel de conexión), que a su vez está conectado al equipo común. Instalaciones de entrada (EF) Las instalaciones de entrada sirven como punto de entrada para el cable de la planta exterior de diversas fuentes, como los cables de red privada y otros proveedores de acceso. También alberga dispositivos de protección de red y puede actuar como punto de demarcación para el proveedor de acceso regulado que debe cumplir con los requisitos ANSI / TIA / EIA-568. Figura 19: Asignaciones de pines en la norma de cable estructurado. Tomado del libro de Jesse Russell, Ronald Cohn - 2012 39 Funciones Demarcación de la red El EF puede ser la demarcación (punto de terminación) para los proveedores de acceso regulados y los proveedores de red privada. Las regulaciones locales determinarán dónde estará el punto de demarcación. Protección eléctrica Los cables y antenas de interconexión pueden requerir dispositivos para protegerse de las sobrecargas de energía. El diseñador / instalador debe consultar al proveedor de acceso local para determinar las prácticas y los requisitos locales. La conexión a tierra y la unión deben completarse según ANSI / TIA / EIA 568. Requisitos de instalación de cableado Colocación del cable El cable debe colocarse de tal manera que minimice la tensión causada por la suspensión del cable y el cable demasiado apretado. Si se usan bridas (elementos de sujeción generalmente usados para unir cables), deben estar ajustadas sin apretar para evitar que se deforme la cubierta del cable. Radio de curva mínimo Categorías Reconocidas Las categorías 1, 2, 4 y 5 no se reconocen como parte de la norma y, por lo tanto, los parámetros de transmisión no están listados. Las únicas categorías reconocidas son 3,5e y 6. La categoría 6 se ratificó a mediados de 2002 [31]. TIPO DE CABLE CRUVA DE RADIO 4 Par UTP 4 x diámetro del cable Backbone 10 x diámetro del cable Patch Cord Bajo revisión Tabla 5: Radios de curva mínimo. Tomado del libro de Tecnologías de información - 2001 40 Terminación del hardware de conexión Los cables deben terminarse con conectores de la misma categoría. La conexión del cable y los componentes de la misma categoría no es suficiente para garantizar el rendimiento. Otros factores, tales como la proximidad a los cables de alimentación, las prácticas de terminación y la gestión de cables, son algunos de los factores que pueden afectar el rendimiento. En un sistema con componentes de múltiples categorías, el sistema debe ser calificado como el del componente de menor rendimiento. Solo desmonte la cubierta que sea necesaria para terminar correctamente el cable en el conector. Con los sistemas de Categoría 6 y superiores, los pares individuales no se deben desenroscar más de ½". Los sistemas de Categoría 3 se deben mantener para dentro de 3 "de las terminaciones. Patch Cord Los cables de conexión deben ser de la misma categoría que el enlace y no deben terminarse en el campo. Los cables de puente no se deben hacer retirando una cubierta de un cable previamente encamisado. ANÁLISIS MATEMÁTICO Pérdida de retorno de cable Para todas las frecuencias de 1 MHz a 250 MHz, la pérdida de retorno del cableado de categoría 6, deberá cumplir con los valores determinados para una longitud de 100 m (328 pies). Enlace permanente y pérdida de retorno del canal Para todas las frecuencias de 1 MHz a 250 MHz, la pérdida permanente de retorno de enlace y canal de categoría 6 deberá cumplirán los valores determinados utilizando las ecuaciones especificadas en los estándares originales. Demora de propagación y sesgo de retardo El retraso de propagación es el tiempo que tarda una señal en viajar desde un extremo de un par conductor en cables, cables o hardware de conexión al extremo opuesto de ese par. El sesgo de retardo de propagación es una medida de la diferencia de retardo de señalización desde el par más rápido hasta el más lento. 41 El retardo de propagación y el sesgo de retardo de propagación se expresan en nanosegundos (ns). Retraso en la propagación del cable Para todas las frecuencias de 1 MHz a 250 MHz, el retardo de propagación del cable de categoría 6 cumplirán los valores determinados